在农业管理措施中,秸秆还田是补偿土壤有机碳损失的有效途径。秸秆还田后,通过土壤团聚体的闭蓄以及与土壤矿物结合等物理保护作用,形成土壤有机质。与此同时,新添加的秸秆碳能够促进土壤微生物生长和土壤原有有机碳的分解,即产生由微生物共代谢引起的土壤有机质激发效应。因此激发效应可能受土壤团聚体物理保护以及微生物生物量碳周转（表观激发效应）的影响。但是,秸秆还田过程中物理保护作用如何影响土壤有机质激发效应尚不清楚。凋落物添加后的激发效应分为由微生物周转产生的表观激发以及由土壤有机碳周转产生的真实激发。目前尚未有方法将该过程中的两者区分开来。为解决以上问题,我们首先构建了团聚体-有机碳-激发效应模型（PROCAS模型）,该模型能够预测保护的以及激发的土壤有机碳以及土壤团聚体的动态变化过程。随后,我们构建了新的表观-真实激发效应模型（LIRAPE模型）,区分了凋落物分解过程中的表观激发和真实激发效应。上述两个模型均将干湿交替因子作为模型参数。模拟和探讨不同水分条件下,土壤有机质形成和土壤团聚过程中,土壤有机碳的周转过程以及激发效应在土壤团聚体不同碳库的变化过程。团聚体-有机碳-激发效应模型（PROCAS模型）的开发基于土壤团聚体的层次模型和我们提出的两个新的假设。第一条假设是,秸秆来源碳能够激发与其接触的原始土壤有机碳,第二条假设是,微生物的活性控制土壤团聚体的周转及其碳的转化过程。在恒水条件下,利用团聚体质量分布、团聚体碳分布,土壤呼吸以及土壤有机质激发效应数据进行参数优化。模拟结果分别解释了团聚体质量分布、团聚体碳含量、土壤呼吸及激发效应实测值的95-96%,70-100%,78-80%及47%的变异性。在添加秸秆的土壤中,未团聚组分和微团聚体促进了大团聚体的形成;每个粒级团聚体中,矿物结合态碳库中的原始土壤有机碳以及闭蓄态碳库中的秸秆来源碳均占主要部分;土壤有机碳的周转时间远高于团聚体;团聚体的周转时间随时间不断增加,并且大团聚体的周转时间快于微团聚体（1-106天对比1-122天）;大团聚体和微团聚体中,闭蓄态碳周转时间均高于矿物结合态碳。土壤有机质激发效应主要来源于大团聚体中的矿物结合态碳库以及微团聚体中的闭蓄态碳库。土壤有机质激发效应的峰值取决于大团聚体以及微团聚体中秸秆碳库及原始土壤碳库在空间上的可接触性。新老有机碳的可接触性控制着土壤有机质激发效应。进一步地,我们将干湿交替的水分条件参数化,修正团聚体和有机质周转速率,建立了干湿交替的PROCAS模型。模拟结果解释了团聚体质量分布、团聚体碳含量、土壤呼吸及激发效应实测值的64-90%,76-99%,48-86%及14%的变异性。干湿交替促进大团聚体和微团聚体及其有机碳的周转时间呈脉冲式增加。微团聚体中的原始土壤有机碳的周转时间显著高于大团聚体,而其秸秆碳的周转时间显著低于大团聚体。大部分时间内,微团聚体中的矿物结合态碳的周转时间远高于闭蓄态有机碳。初期,大团聚体内的闭蓄态有机碳周转时间高于矿物结合态碳,15天后,矿物结合态碳的周转时间显著高于闭蓄态碳,而幅度逐渐减小。团聚体内不同碳组分的周转时间的比值受干湿交替影响显著,均随着干湿交替呈脉冲式变化。综上所述,干湿交替促进了大团聚体的破碎和微团聚体碳的分解,导致不同大小团聚体产生脉冲效应,对土壤有机碳分解的这种促进作用随干湿交替的增加逐渐减弱。在干湿交替条件下,微团聚体中闭蓄态碳库是团聚体中激发效应的主要来源而大团聚体中的闭蓄态碳库是土壤有机碳补偿的主要汇。随后,在前人研究基础上,我们假定有机质分解分为两个阶段,不同来源有机质由专一性微生物分解,并将微生物的活性和水分条件作为参数,以此建立凋落物分解的真实-表观激发效应模型（LIRAPE模型）。模型模拟结果表明,恒水和干湿交替条件下的累积呼吸量的R2值均大于0.95,累积激发效应的R2值分别为0.95和0.94。恒水和干湿交替模型模拟的累计呼吸量NSD大于1,而呼吸速率的NSD小于1。来源于原始土壤有机碳的累积呼吸量始终高于未添加秸秆的总累积呼吸量。无论是加秸秆还是不加秸秆处理,土壤有机碳和秸秆碳的分解速率常数均小于0.0314 day-1,分解效率常数均小于0.0835 mg C mg C-1。并且秸秆碳分解常数和分解效率常数均高于土壤有机碳。秸秆添加后,土壤有机碳表观激发迅速减小而真实激发逐渐增加。模拟结果高估了累计呼吸量而低估了呼吸速率。秸秆添加导致了土壤有机碳的矿化速率发生改变,即产生了激发效应。土壤有机碳和秸秆碳的分解速度是碳分解的限速步骤。土壤有机碳和秸秆碳分解的微生物属于不同种群。干湿交替等水分胁迫条件抑制了土壤有机碳表观激发,促进了土壤有机碳真实激发作用。土壤有机碳和秸秆碳可能都无法作为微生物生长的直接底物,而是以可溶性状态的物质为底物。